최근 에너지 시뮬레이션 모델을 활용하여, 친환경 고성능 빌딩(green, smart, high performance building)을 구축하려는 노력이 활발하다. 더 나아가 에너지 시뮬레이션은 건물의 완공 후 운영 및 유지관리 단계에서도 그 활용성을 인정받고 있는 추세다. 최근, DASH(Database for Analyzing Sustainable and High Performance Building, 2012), CEUS(California Commercial End Use Survey, 2012), BPP(Buiding Performance Partnership, 2012) 등 다수의 프로젝트들은 건물 전 생애주기 동안 발생하는 정보와 데이터를 에너지 시뮬레이션 모델에 적용하여 건물에서 소비되는 에너지를 효율적으로 운영하고 관리하고자한다.
이러한 노력에도 불구하고, 아직까지도 에너지 시뮬레이션 프로세스는 정보의 확보 그리고 접근성, 투명성 및 신뢰성의 문제가 내재되어 있다. 이를 극복하고자 해당 분야의 전문가(domain expert) 혹은 클라이언트(client)는 그 모델을 구성하는 입력변수와 조건들의 적합성 및 객관성을 검토한다. 하지만 이때의 검토는 주로 시간적 상황과 관계자 혹은 발주자가 의도하는 적절한 시뮬레이션 결과 값이 고려된다. 즉, 시뮬레이션 수행자가 모델 구축과정에서 수행한 주관적 판단과 가정이 정보와 데이터가 유발할 수 있는 문제를 상쇄 시키기도 한다.
한편 실제 건물의 운영관리에 적용하기 위한 시뮬레이션 모델의 구축과 검토 과정은 설계단계와 다소 차이가 있다. 기존건축물은 실제로 건물의 에너지 사용량을 계측하고 있기 때문에 모델의 정확성에 대한 검토가 가능하다. 따라서 기존건축물에 적용하고 활용하기 위한 시뮬레이션 모델은 실제 건물의 성능을 유사하게 모사하기 위하여 보정된다. 보정된 모델은 실제 건물에서 측정된 데이터의 결과와 비교하여 오차범위가 특정 범위 내에 들어오는 경우를 일컫는다. 주로, 연간 에너지 사용량이 시뮬레이션 모델과 실제 측정데이터의 차이가 5% 이내일 경우, 혹은 월별데이터가 5%의 MBE(Mean Bias Error)와 15%의 CVRMSE (Coefficient of Variation of the Root Mean Squared Error) 이내일 경우를 일컫는다.
하지만 동적 시뮬레이션을 사용하는 과정에서 내재하고 있는 쟁점들은 기존건축물과 설계단계의 건물이 크게 다르지 않다. 기존 건축물은 정보의 저장 및 관리 시스템이 체계적으로 구축되어 있지 않기 때문에, 이로부터 유발되는 문제들은 설계 단계와 마찬가지로 시뮬레이션 환경이 내재하고 있는 쟁점들로 귀결된다. 이들은 현재 에너지 시뮬레이션이 신뢰받지 못하고, 활용이 적극적이지 못한 근본적인 원인일 수 있다. 본 논문은 위 쟁점들을 다음과 같이 구분한다: (1) 시뮬레이션 수행자의 주관적 판단과 가정, (2) 입력 정보의 부재, (3) 검증의 부재, (4) 불확실성.
본 논문은 기존건축물의 에너지 성능진단을 위해 시뮬레이션 모델을 구축하는 과정에서 발생하는 이슈들을 서술하고 이를 실제 프로젝트 프로세스를 기반으로 입증한다. 서울 을지로에 위치한 대규모 오피스 건물을 에너지 시뮬레이션 모델로 제작하였으며, 시뮬레이션 툴은 EnergyPlus 6.0과 DesignBuilder를 이용하였다. 본 논문에서 소개되는 시뮬레이션 모델은 실제 대상 건물의 운영관리에 시뮬레이션 모델을 활용하기 전, 그 가능성에 대해 검토하고자 제작되었다. 본 논문의 목적은 시뮬레이션 모델 제작 과정에서 경험한 정보와 데이터가 유발하는 문제들과 이슈들에 대해 고찰하며, 그 경험과 교훈을 공유하기 위함이다.